用KK多轴飞控给直升机增稳

标签：直升机航模无人机

飞鱼BH1JSS 发布于 2015-03-06 12:21

最近多轴飞行器很火，拜电子技术的进步，多轴飞行器最难的控制问题被PCB和各种传感器轻松解决，各种飞控系统百花齐放，从最简单的三轴陀螺——KK飞控，到MWC、APM、Pixhawk等带平衡仪、气压计、地磁计……各种高级功能的飞控，价格都越来越便宜，让大家有了更多的选择，也让航模有了更多的玩法。有了更高级的飞控，原来的飞控扔了多可惜？我们可以让它发挥一下余热。我这里先抛个砖：用多轴飞控的TriCopter（三轴）模式来控制120°CCPM斜盘系统的直升机模型。我使用的是KK飞控进行试验。

Step 1：原理构思

首先了解一下什么是CCPM斜盘，这部分科普了，了解的朋友可以无视。直升机是通过斜盘拉动各个桨叶，让它们周期变矩，从而达到控制整个旋翼面俯仰倾斜的，因此要让斜盘能够前后或左右倾斜，至少需要在2个轴向上能够控制，一个控制俯仰，一个控制倾斜，当然，直升机的旋翼们还需要同时变矩（可简单理解为旋翼的倾角），这就是变“总矩”，这样就需要至少3个舵机分别动作了。CCPM是Cylic Collective Pitch Mixing，它是让多个舵机同时动作来控制整个斜盘的俯仰、倾斜和变总矩。这样的好处是每个舵机的负载更小，整个斜盘的动作更快，更精准。比如常见的120的CCPM斜盘，3个舵机呈120度分布，同时上升或下降就是变总矩，前舵机上升，后两个舵机下降就是后仰；前舵机不动，后两个舵机上下差动，就会让斜盘左右倾斜。

参考文献：CCPM斜盘系统：http://www.iroquois.free-online.co.uk/ccpm.htm

因此，多轴飞控的TriCopter（三轴）模式原理上可以来控制120°CCPM斜盘系统的直升机。TriCopter三轴的基本原理是，在同一平面内的3个旋翼中，两个逆时针旋转，一个顺时针旋转，其中一个旋翼（通常是尾巴）平面可以稍稍倾斜，以克服整个系统的反扭力。而整个系统的俯仰、倾斜也是由3个旋翼输出的不平衡来控制，比如前面两个旋翼力量大，后面一个稍小，整个飞机就后仰；后面一个旋翼动力输出不变，前面两个旋翼一个增大一个减小，飞机就倾斜。三个旋翼动力同时增大或减小，控制上升或下降，这和120°三舵机CCPM系统直升机的控制方式很相似。所以，我们就动手做吧

Step 2：记得设置遥控器

在你的遥控器上选择一个Normal斜盘模式的直升机，就是一个舵机控制总螺距的那种，一般用接收机上的AUX1通道控制总矩。

Step 3：连接接收机与飞控

把接收机上的AUX1（螺距通道）连接多轴飞控上的油门通道，其他正常连接：副翼通道连接飞控上的副翼、升降通道连接飞控上的升降、方向通道连接飞控上的方向，但接收机的油门通道直接连接电子调速器。

Step 4：可能需要改造舵机

把120度CCPM直升机上的三个斜盘舵机分别连接飞控上的1、2、3电机插口,这里要根据你的CCPM舵机布局，左右舵机不要错，前后无所谓，飞控可以设置反馈方向，尾舵机连接飞控上的4号电机插口。这里还需注意，KK飞控不能设置舵机输出方向，在三轴中它输出的转向是两反一正，但是用在CCPM直升机上，同时变总矩时需要三个舵机同向，因此你需要改造一个舵机，让它变成反向舵机，改造反向舵机的方法很简单，打开舵机的后盖，把舵机里面的马达+、-线对调，再把电位器的+、-线对调，中位线不动就好了。当然，在一些高级的多轴飞控里可以设置每个通道的输出方向，只要勾选一下反向就行了，不用改动舵机。

Step 5：反馈设置

基本完工，需要在飞控设置中校对中位（以及水平）、设置反馈方向、传感器感度等。需要注意的是，感度过高会让舵机抽疯，最好用数字舵机。另外，RUDD感度是个问题，因为多轴飞控都没有输出限幅，DUDD通道过高会有“追尾”现象（快速震动），过低又锁尾不好。我想到的方法是自己改舵机，限制输出行程，这样把感度调高点也不怕抖动了，不过这想法还没有实施。